干混砂漿外加劑
2006-10-31 00:00
| 摘要: 隨著人們的環(huán)保意識不斷提高，干混砂漿正在逐漸被推廣應(yīng)用。干混砂漿外加劑的發(fā)展是推廣干混砂漿的技術(shù)關(guān)鍵。本文介紹了干混砂漿外加劑的種類及其作用和干混砂漿外加劑的發(fā)展現(xiàn)狀，并展望了干混砂漿外加劑的發(fā)展趨勢。 關(guān)鍵詞 : 外加劑；干混砂漿；可再分散聚合物膠粉；纖維素醚 隨著人們對環(huán)保及建筑質(zhì)量的要求不斷提高，人們越來越重視干混砂漿的推廣。但是，人們卻忽視了推廣干混砂漿的關(guān)鍵 ：干混砂漿外加劑的同步發(fā)展。干混砂漿外加劑不僅能改善砂漿的和易性、保水性、抗下垂性、強度等性能，而且能豐富干混砂漿的品種，擴大干混砂漿的使用領(lǐng)域。目前，干混砂漿外加劑主要是沿用傳統(tǒng)的砂漿外加劑，甚至應(yīng)用混凝土外加劑，這使得干混砂漿質(zhì)量不高；質(zhì)量要求高的砂漿中一般加入進口外加劑，這使得成本提高，一般是國產(chǎn)外加劑與進口外加劑混合使用?？傊瑖鴥?nèi)的干混砂漿外加劑技術(shù)還遠不能適應(yīng)市場需求。本文將介紹干混砂漿外加劑的種類及其作用和干混砂漿外加劑的發(fā)展現(xiàn)狀，并展望干混砂漿外加劑的發(fā)展趨勢。 1 干混砂漿外加劑的種類及其作用 與現(xiàn)場拌制砂漿的外加劑相比，干混砂漿外加劑具有以下特點：①不含水，一般為固體；②與水泥、砂及其它外加劑混合時，干態(tài)不發(fā)生反應(yīng)，而加水后能充分分散并高效發(fā)揮其作用。干混砂漿外加劑主要有可再分散聚合物膠粉、保水增稠劑、減水劑、調(diào)凝劑、防水劑、纖維、消 泡劑等[1]。其中纖維素醚和可再分散聚合物膠粉是近年來才開發(fā)的干混砂漿中最常用而且效果非常顯著的兩種外加劑。 1.1 可再分散聚合物膠粉 目前主要應(yīng)用的可再分散聚合物膠粉有：醋酸乙烯酯與乙烯的共聚膠粉(VAC/E)、乙烯與氯乙烯及月桂酸乙烯酯三元共聚膠粉(E/VC/VL)、醋酸乙烯酯與乙烯及高級脂肪酸乙烯酯三元共聚膠粉(VAC/E/VeoVa)、醋酸乙烯酯與高級脂肪酸乙烯酯共聚膠粉(VAC/VeoVa)、丙烯酸酯與苯乙烯共聚膠粉(A/S)、醋酸乙烯酯與丙烯酸酯及高級脂肪酸乙烯酯三元共聚膠粉(VAC/A/VeoVa)、醋酸乙烯酯均聚膠粉(PVAC)、苯乙烯與丁二烯共聚膠粉(SBR)[2]?？稍俜稚⒕酆衔锬z粉可以改善干混砂漿中以下性能：①新拌砂漿的保水性和工作性；②對不同基層的粘結(jié)性能；③砂漿的柔性和變形性能；④抗折強度和內(nèi)聚性；⑤耐磨性；⑥韌性；⑦密實度(抗?jié)B性)?？稍俜稚⒛z粉在薄層抹灰砂漿、瓷磚粘結(jié)劑、外墻外保溫系統(tǒng)、自流平地坪材料中應(yīng)用均有良好的效果[3]。 1.2 保水增稠劑 保水增稠劑主要有：纖維素醚類、淀粉醚等。在干混砂漿中使用的纖維素醚主要是甲基羥乙基纖維素醚( M H E C ) 和甲基羥丙基纖維素醚(MHPC)。纖維素醚有以下三個功能[4] ：①它可以使新拌砂漿增稠從而防止離析并獲得均勻一致的可塑體；②本身具有引氣作用，還可以穩(wěn)定砂漿中引入的均勻細小氣泡；③作為保水劑，有助于保持薄層砂漿中的水分(自由水)，從而在砂漿施工后使水泥可以有更多的時間水化。淀粉醚能影響以石膏、水泥和石灰為基料的砂漿稠度，改變砂漿的施工性和抗下垂性，特殊類型的淀粉醚可以降低砂漿對鏝刀的粘附或延長施工時間。淀粉醚通常與纖維素醚配合使用。 1.3 減水劑 減水劑的基本功能是減少砂漿的需水量，從而提高砂漿抗壓強度。干混砂漿主要使用的減水劑有：干酪素、木質(zhì)素系減水劑、萘系減水劑、三聚氰胺甲醛縮合物、聚羧酸。干酪素是一種性能優(yōu)異的超塑化劑，特別是對于薄層砂漿，但由于是天然產(chǎn)品，質(zhì)量和價格常有波動。木質(zhì)素系減水劑包括木質(zhì)素磺酸鈉(木鈉)、木鈣、木鎂。萘系減水劑常用β-萘磺酸甲醛縮合物。三聚氰胺甲醛縮合物是性能良好的超塑化劑，但對薄層砂漿效果有限。聚羧酸是最新開發(fā)的技術(shù)，具有高效能而且無甲醛排放。Elotex FLOWKIT產(chǎn)品系列是附加了超塑化功能的可再分散聚合物膠粉，它也是基于聚羧酸技術(shù)。 1.4 調(diào)凝劑 調(diào)凝劑有速凝劑和緩凝劑兩類。速凝劑用于加快砂漿的凝結(jié)硬化，廣泛使用甲酸鈣和碳酸鋰，鋁酸鹽、硅酸鈉也可用作速凝劑。緩凝劑用于減緩砂漿的凝結(jié)硬化，酒石酸、檸檬酸及其鹽以及葡萄糖酸鹽已被成功使用。 1.5 防水劑 防水劑主要有：氯化鐵、有機硅烷化合物、脂肪酸鹽、聚丙烯纖維、丁苯橡膠等高分子化合物。氯化鐵防水劑防水效果好，但易產(chǎn)生鋼筋和金屬預(yù)埋件銹蝕。脂肪酸鹽同水泥相中的鈣離子反應(yīng)生成的不溶性鈣鹽沉積在毛細管的壁上起到堵孔的作用，同時使得這些毛細管管壁變成憎水性的表面，從而起到了防水作用。這些產(chǎn)品的單位成本相對較低，但攪拌砂漿時需要較長的時間才能與水拌和均勻。有機硅烷化合物及其改性化合物具有活性反應(yīng)基團，在水泥水化后的高堿性環(huán)境下，硅烷中親水的有機官能團水解形成高反應(yīng)活性的硅烷醇基團，硅烷醇基團繼續(xù)同水泥水化產(chǎn)物中的羥基基團進行不可逆反應(yīng)形成化學(xué)結(jié)合，從而使通過交連作用連接在一起的硅烷牢固地固定在水泥砂漿中孔壁的表面。由于憎水的有機官能團朝向孔壁的外側(cè)，使得孔隙的表面獲得了憎水性，由此為砂漿帶來了整體的憎水效果。特殊的粉末狀硅烷，如國民淀粉化學(xué)公司的Elotex SEAL80，不僅表現(xiàn)出高憎水效能，而且具有與砂漿快速拌和均勻的能力[5]。 1.6 纖維 用于干混砂漿的纖維有：抗堿玻璃纖維、聚烯纖維(丙綸纖維)、高強高模聚乙烯醇纖維(維綸纖 維)、木質(zhì)纖維等。應(yīng)用較多的為高強高模聚乙烯醇纖維、聚丙烯纖維。高強高模聚乙烯醇纖維比進口聚丙烯纖維性能好，價格低。纖維在水泥基體中無規(guī)則均勻分布，并與水泥緊密結(jié)合，從而阻止微裂縫的形成和發(fā)展，使砂漿基體密實，從而使其具有防水性能和優(yōu)異的抗沖擊、抗開裂性能。長度為3~19 mm。 1.7 消泡劑 粉狀消泡劑能減少新拌砂漿的含氣量，有吸附在無機載體上的碳氫化合物、硬脂酸及其酯、磷酸三丁酯、聚乙二醇或聚硅氧烷等。目前干混砂漿中用的粉狀消泡劑主要是多元醇和聚硅氧烷等。應(yīng)用消泡劑除了調(diào)整氣泡含量以外，還可以減少收縮[6]。實際應(yīng)用中，為了提高綜合性能，需要同時使用多種外加劑。這時需要注意各種外加劑之間的相互影響。另外，還須注意外加劑的添加量。太少，不能體現(xiàn)外加劑的作用；太多，可能會有副作用。 2 干混砂漿外加劑的發(fā)展現(xiàn)狀 在國外，自從20 世紀50 年代德國開始生產(chǎn)可再分散聚合物膠粉以后，人們就不斷的研究和應(yīng)用干混砂漿以及干混砂漿外加劑。至今歐洲的干混砂漿外加劑產(chǎn)品和市場均比較成熟。近幾年來我國砂漿外加劑的研究應(yīng)用也取得了很大的進展，如 ：SG系列砂漿外加劑，可以使砂漿保水性、流動性和粘聚性大為改善，砌筑砂漿性能穩(wěn)定，抹灰砂漿墻體的粘結(jié)強度得到提高；稠化粉可以使砂漿的稠度、粘結(jié)強度等得到提高。盡管我國砂漿外加劑研究與應(yīng)用已有一定的進展，但與外加劑發(fā)展成熟的國家相比較，還有很大差距。目前國內(nèi)干混砂漿外加劑的開發(fā)還存在不少問題，主要有以下問題： (1) 重要的、性能優(yōu)越的外加劑主要依賴進口。性能良好的可再分散聚合物膠粉、纖維素醚、防水劑等還需要進口。 (2) 質(zhì)量不能滿足市場需求。雖然已有外加劑已經(jīng)使干混砂漿的性能比現(xiàn)場拌制砂漿的性能有較大的提高，但是目前干混砂漿外加劑基本上是沿用傳統(tǒng)砂漿外加劑和混凝土外加劑。傳統(tǒng)砂漿外加劑和混凝土外加劑在干混砂漿中的作用可能發(fā)生變化，而且有些液態(tài)外加劑不能用于干混砂漿中。因此干混砂漿外加劑的質(zhì)量和性能還存在一些不足，如施工性能、綜合性能欠佳等。隨著建筑行業(yè)的進步，對砂漿的粘接強度、施工性能等的要求也在不斷提高。 (3) 品種少。新型建筑材料不斷涌現(xiàn)以及建筑物裝飾裝修風(fēng)格的不斷創(chuàng)新，要求干混砂漿的品種和性能不斷更新。而國內(nèi)干混砂漿外加劑的品種很少，只能基本滿足普通砂漿的要求，遠不能滿足市場需求。 3 干混砂漿外加劑的發(fā)展方向 國內(nèi)干混砂漿外加劑的研究開發(fā)才剛剛起步，有非常大的發(fā)展前景。 (1) 實現(xiàn)干混砂漿外加劑的國產(chǎn)化，從而降低成本。開發(fā)先進生產(chǎn)工藝，生產(chǎn)出質(zhì)量優(yōu)越的可再分散聚合物膠粉、纖維素醚等外加劑產(chǎn)品。 (2) 研究外加劑與砂漿其它組分的作用原理，掌握微觀結(jié)構(gòu)、化學(xué)結(jié)構(gòu)的變化，為改進現(xiàn)有產(chǎn)品和開發(fā)新型產(chǎn)品提供理論依據(jù)。只有掌握了外加劑的作用原理才能實現(xiàn)自主創(chuàng)新，才能實現(xiàn)外加劑性能的飛躍。 (3) 改善現(xiàn)有外加劑的性能，使干混砂漿的使用性能和施工性能得到更大的提高，從而滿足現(xiàn)代建筑對砂漿的性能要求。如調(diào)整可再分散聚合物膠粉、纖維素醚、淀粉醚、聚羧酸等的分子量、化學(xué)結(jié)構(gòu)，使其綜合性能提高；采用核殼聚合等聚合方法，改變共聚物的共聚單體在高分子鏈上的分布，或用引入新的共聚單體等方法來提高可再分散聚合物膠粉的綜合性能 ；在淀粉醚中引入某些官能團使其保水增稠性能提高，而引氣作用等副作用不明顯改變聚羧酸的主鏈、支鏈組成或長度以促進聚羧酸的減水、增稠作用。 (4) 開發(fā)更多品種的干混砂漿外加劑。根據(jù)新型建材的砌筑或抹灰、瓷磚粘貼施工、快速修補、填縫、特殊裝飾裝修等對干混砂漿的使用性能和施工性能的需求，開發(fā)出新型干混砂漿外加劑產(chǎn)品，以便不斷擴大砂漿的應(yīng)用領(lǐng)域。如通過現(xiàn)有外加劑的復(fù)配、改進或開發(fā)新型外加劑等方法開發(fā)適應(yīng)市場需求的干混砂漿砂漿外加劑。還可以通過將小分子液體外加劑引入高分子鏈或在高分子主鏈中引入類似小分子外加劑的結(jié)構(gòu)，從而使目前不能用于干混砂漿中的外加劑能應(yīng)用于干混砂漿中。 參考文獻: [1] 薛鵬萬,韓建軍. 商品干粉砂漿的研究與開發(fā)[J]. 建材技術(shù)與應(yīng)用, 2003,(4):12-13. [2] 王新民,李頌. 新型建筑干拌砂漿指南[M]. 北京:中國建筑工業(yè)出版社,2004. 78-79。 [3] 張杰. 可再分散乳膠粉在自流平地坪材料中的應(yīng)用[J]. 新型建筑材料,2003,(6):28-30. [4] 王培銘,許綺,李紋紋. 羥乙基甲基纖維素對水泥砂漿性能的影響[J]. 建筑材料學(xué)報,2000,(4):305-309. [5] 史淑蘭, Jakob Wolfisberg, 夏曄煦. 可再分散膠粉及憎水性添加劑在薄抹灰外墻外保溫系統(tǒng)中的應(yīng)用[J]. 新型建筑材料,2004,(3):50-53. [6] 程波,錢曉倩,詹樹林. 低收縮防水抗裂干粉砂漿的研究[J]. 墻材革新與建筑節(jié)能,2003,(11):33-36. |
| 原作者： 黃翠華 |
（中國混凝土與水泥制品網(wǎng) 轉(zhuǎn)載請注明出處）
編輯：
監(jiān)督：0571-85871667
投稿：news@ccement.com
本文內(nèi)容為作者個人觀點，不代表水泥網(wǎng)立場。聯(lián)系電話：0571-85871513，郵箱：news@ccement.com。
